Đặc điểm kết cấu thép

Nhờ những đặc điểm nổi bật mà kết cấu thép được ưa chuộng và được sử dụng khá phổ biến trong nhà thép tiền chế với việc ứng dụng vào những công trình lớn (nhịp rộng, chiều cao lớn, chịu tại trọng nặng), các công trình cần trọng lượng nhẹ, các công trình cần độ kín không thấm nước hoặc khí.

Pham vi ứng dụng

Phạm vị ứng dụng của kết cấu thép rất rộng, có thể chia làm các loại công trình sau:

1.Nông nghiệp, công nghiệp

Nhà nông nghiệp, khung nhà công nghiệp toàn bộ bằng thép khi nhà cao, cầu trục nặng, hoặc có thể là hỗ hợp cột bê tông cốt thép, giàn và dầm thép.

2.Nhà nhịp lớn

Nhà nhịp lớn, là những loại nhà do yêu cầu sử dụng phải có nhịp khá lớn trên 30-40 m, như nhà biễn diễn ca nhạc, nhà thi đấu thể dục thể thao, nhà triển lãm, nhà chứa máy bay,… dùng thép chịu là hợp lý nhất. Có những trường hợp nhịp đặc biệt lớn, ví dụ trên 100m thì kết cấu thép là duy nhất áp dựng được. Có thể giảm trọng lượng thép chịu lực nhà nhịp lớn nhờ dùng thép cường độ cao hoặc sử dụng ứng suất trước.

3.Nhà cao tầng

Khung nhà nhiêu tầng, đặc biệt là các kiểu nhà dạng tháp ở các thành phố. Khi nhà trên 20-30 tầng nội lực trong cột sẽ rất lớn. Yêu cầu độ cứng cao, dùng khung thép có lợi hơn khung bê tông cốt thép. Với các nhà siêu cao tầng thì thép chịu lực chính là biện pháp duy nhất. Hiện nay đối với nhà cao tầng nên dùng kết cấu liên hợp thép – bê tông (cột thép hình bọc hoặc  nhồi bê tông cùng chịu lực, sàn liên hợp dầm thép cùng làm việc với sàn bê tông), loại này có nhiều ưu điểm khi chịu lực và có khả năng chống cháy rất tốt.

4.Cầu đường

Cầu đường bộ, cầu đường sắt, làm bằng thép khi nhịp vừa, nhịp lớn, khi cần thi công nhanh. Cầu treo bằng thép có thể vượt được nhịp rất lớn trên 1000m.

5.Tháp cao

Kết cấu tháp cao, như các loại cột điện, cột ăng ten vô tuyến, tháp trắc đạc, hoặc một số loại kết cấu đặc biệt như tháp khoan dầu. Sử dụng thép ở đây có lợi vì kết cấu nhẹ, dễ vận chuyễn, dễ lắp dựng.

6.Kết cấu bản

Kết cấu bản, như các loại bể chứa dầu, bể chứa khí, các thiết bị của lò cao, của nhà máy hóa chất, nhà máy hóa dầu. Đây là phạm vi ứng dụng đặc biệt có lợi, vì tính kín, chống thấm của kết cấu thép , vì khả năng làm việc trong những điều kiện bất lợi về nhiệt độ và áp suất.

7.Kết cấu di động

Các loại kết cấu di động, như cần trục, cửa van, gương ăng ten Parabon… cần trọng lượng nhẹ để có thể di chuyển, nâng cấp trước dễ dàng.

Ngày nay kết cấu thép còn được ứng dụng trong công trình của một số ngành công nghiệp hiện đại nư giàn khoan dầu trên biển, lò phản ứng hạt nhân. Nói chung, đối với nhiều nước trên thế giới, thép là vật liệu quý và hiếm, vì thép cần dùng cho mọi nghành của nền kinh tế quốc dân.

Ở nước ta, phần lớn thép xây dựng là phải nhập ngoại nên việc sử dụng kết cấu thép hay bằng vật liệu khác lại càng phải cân nhắc, so sánh các trường hợp cụ thể. Xét riêng về mặt giá vật liệu thì kết cấu thép đắt hơn bê tông cốt thép khoảng 3 lần: Một đơn vị thể tích thép đắt hơn một đơn vị thể tích bê tông khoảng 70 lần. Trong khi cường độ thép cao hơn bê tông khoảng hơn 20 lần.

Tuy nhiên nếu xét toàn diện giá thành xây dựng, kể cả hiệu quả kinh tế của việc thi công nhanh thì nhiều trường hợp dùng kết cấu thép có lợi hơn ngay cả với những công trình nhỏ. Các tiêu chuẩn thiết kế của nước ta chưa có quy định cụ thể về việc sử dụng thép trong kết cấu xây dựng, việc chọn dùng vật liệu nào là do người thiết kế và thi công quyết định trong từng trường hợp trên cơ sở so sánh toàn diện các phương án thiết kế.